柯良斌，李宗刚，杜亚江，朱香将

谱聚类图像分割在绝缘子憎水性批量检测系统中的应用

柯良斌1,2，李宗刚1,2，杜亚江1,2，朱香将1,2

(1. 兰州交通大学 机电工程学院，甘肃 兰州 730070；2. 兰州交通大学 机器人研究所，甘肃 兰州 730070)

针对现有的复合绝缘子憎水性检测效率较低且判定不准确的问题，设计了一个基于谱聚类算法的憎水性批量检测系统。检测装置主要由环形灯、二轴运动平台及底部的旋转托盘组成。二轴运动机构上安装有摄像头和喷头，底部有一个可放置4个绝缘子的旋转托盘，通过步进电机作分度运动。经过一系列的预处理，有效减少了环境对绝缘子图像质量的影响。根据谱聚类算法对预处理后的图像进行分割，然后获取最大水珠，以改进的形状因子法为基础，供上位机进行憎水性判定。经过仿真实验可知，相比于FCM、K-means等方法，该方法针对绝缘子图像有较好的分割效果，且该系统既能有效地提高检测的准确率和效率，又能实现批量检测。

复合绝缘子；批量检测机构；HC分级法；谱聚类分割

复合绝缘子是铁路、电力系统的重要安全设备，其性能对系统的可靠性有着重要影响。以铁路运输为例，冬季由于天气恶劣，经常发生机车顶部受电弓处绝缘子闪络[1−2]，炸裂事故，造成接触网停电，对铁路运输带来极大损失[3]。由于憎水性是衡量复合绝缘子绝缘性能的重要指标[4]，因此人们相继提出了多种在线、离线检测复合绝缘子憎水性方法[5]。在离线检测研究中，杜亚江等[6]设计了一个封闭检测环境，对放入检测机的单个绝缘子进行检测，用传统图像处理方法进行处理；……